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Doppelbildentfernungsmesser mit Latte am Ziel.
Bei den bekannten Entfernungsmesser Reichenbaehscher Art mit Basis am Ziel wird der parallaktische Winkel durch zwei parallele Messfäden erzeugt, welche symmetrisch zur optischen Achse des Fernrohres bzw. Gesiehtsfeldmittelpunktes in einem bestimmten Abstand von letzterem in der Bildebene des Fernrohres angebracht sind. Diese Messfäden und ihre Anordnung haben gewisse Nachteile, welche sowohl die Genauigkeit der Entfernungsmessung, als auch die Raschheit der Ausführung der letzteren in ungünstigem Sinne zu beeinflussen im Stande ist. Die Messfäden verursachen nämiich eine bei exakten Messungen störende Parallachse, welche um so grösser ist, als die Fäden nicht im Zentrum der schärfsten Abbildung, sondern seitwärts angeordnet sind.
Diese Nachteile können am besten ausgemerzt werden bei Anwendung eines Doppelbildentfernungsmesser, d. h. eines Entfernungsmessers, bei dem zwei verschiedene Stellen gleichzeitig angezielt werden.
Es bestehen in diesem Falle zwei Möglichkeiten zur Ablesung des Lattenabsehnittes, a) nach dem sogenannten Koinzidenzprinzip, d. h. ohne Benutzung von Messfäden, indem zur Ablesung an der Latte ein Teilstrich derselben, z. B. der Nullstrich verwendet wird, b) durch Benutzung des Mittelfadens des Fernrohres.
, Im Falle a) ist die Parallachse, da keine Fäden zur Ablesung benutzt werden, vollständig beseitigt ; im Falle'b) ist dieselbe gegenüber dem Reichenbachschen Entfernungsmesser bedeutend vermindert, weil nur noch ein einziger Faden zur Ablesung verwendet wird, der zudem im Zentrum der schärfsten Abbildung sich befindet.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Doppelbildentfernungsmesser mit Messlatte am Ziel, aus einem Einzelfernrohr bestehend, dessen Strahlengang im Bildraum durch optische oder mechanische Mittel in zwei, in bezug auf die Bilderzeugung, vollständig unabhängige Teile geteilt ist, und wobei in mindestens einem der Teile, in dessen Bild - oder Objektraum ebene, brechende, optische Mittel (Keile) angeordnet sind, durch welche dieZielachsen im Objektraum derart abgelenkt werden, dass sie miteinander den der entfernungsmessenden Konstanten entsprechenden parallaktischen Winkel bilden.
Es sind bereits ähnliche Doppelbildentfernungsmesser bekannt, z. B. solche, welche als Monokulare Doppelfernrohre mit zwei Objektiven ausgebildet sind, oder solehe, bei denen zur Erzeugung des parallaktischen Winkels spiegelnde statt brechende optische Mittel verwendet werden, oder solche, bei denen eine Bildtrennung im Gesichtsfeld nicht durchgeführt ist (vgl. Journal of the Engineering Societies U. S. A.
1894, Band 13, Seite 311).
Wenn, wie im letztgenannten Falle keine Bildtrennung durchgeführt ist, so werden vom Objektiv zweiaufeinanderliegende Bilder entworfen, welche sich gegenseitig schwächen und daher die Messgenauigkeit beeinträchtigen. Es erscheint daher als vorteilhaft, die Bilder im Fernrohr zu trennen und den Nachteil der geringeren Helligkeit in Kauf zu nehmen, welcher dadurch hervorgerufen wird, dass je nur die Hälfte des Objektives zur Bilderzeugung in Betracht kommt. Da nur ein Fernrohr mit zwei getrennten gegeneinander verschobenen Bildflächen für andere Zwecke als solche der Entfernungsmessung nicht vorteilhaft
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel in Horizontal-bzw. Vertikalsehnitt, Fig. 3 zeigt einen Lattenabschnitt, Fig. 4 das Bild im Gesichtsfeld des Fernrohres. Fig. 5-7 zeigen Schnitte durch verschiedenartige Vorrichtungen zur Parallelverschiebung des objektseitigen Strahlenbündels bzw. zum Messen kleinerer Lattenabschnitte. Fig. 8 und 9 zeigen weitere Ausführungsformen des Fernrohres, während Fig. 10 einen teilweisen Horizontalschnitt zu Fig. 9 darstellt. Schliesslich ist in Fig. 11 ein letztes Ausführungsbeispiel in einem Vertikalschnitt dargestellt, während Fig. 12 einen teilweisen
Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 11 zeigt.
Beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist das Objektiv mit 1 bezeichnet,'2 ist das Okular, 3 die Zwischenlinse des Fernrohres. Durch die innere Wand 4, welche bis an die Bildebene 5 reicht, ist das Fernrohr in zwei vollständig unabhängige Teile geteilt, so dass auf jeder Seite der Wand nur das von der betreffenden Objektivhälfte erzeugte Bild sichtbar ist. Zur Erzeugung des parallaktisehen Winkels sind in jeder Fernrohrhälfte parallele Platten 6,7 angebracht, von denen die in der obern Fernrohrhälfte derart um die Achse 8 gedreht ist, dass im Bildraum eine Parallelverschiebung der Zielachse und infolge der Brechung im Objektiv eine Abdrehung derselben im Objektraum hervorgerufen wird. So bildet die abgelenkte Zielachse im obern Fernrohrteil den parallaktisehen Winkel.
Die Ablesung der Entfernung an der Lattenteilung 11 der horizontalgehaltenen Latte 10 (Fig. 3,4) erfolgt nach der Art der Koinzidenzentfernungsmesser, wobei der Nullstrich der Lattenteilung zugleich die Ablesemarke für die Teilung bildet. Im dargestellten Falle steht der Nullstrich zwischen den Teilstrichen 61 und 62, d. h. die Ablesung wäre 61 plus p. Um den Lattenabsehnitt/J zu messen ist eine Nonius- teilung la an der Latte angebracht, mittels welcher sich die Bruchteile in Teiltingsintervalle ablesen lassen.
Latten ähnlicher Art sind an sich bekannt, d. h. solche bei welchen der Nullpunkt der Hauptteilung mit dem Nullpunkt der Noniusteilung genau zusammenfällt (vgl. die eingangs erwähnte amerikanische Zeitschrift). Hier ist jedoch die Noniusteilung erinnert einem im Verhältnis zur Gesamtlänge der Latte kleinen Betrages verschiebbar zum Zwecke das Instrument zu berichtigen. Ist der Intervallunterschied zwischen Hauptteilung und Noniusteilung nicht sehr klein, so wird in der Regel noch kein Noniusstrieh
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Vorrichtungen zu messen.
Anschliessend sind Einrichtungen erläutert, welche diesem letzteren Zwecke dienen.
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Das auf den untern Objektivteil auffallende Strahlenbündel wird durch das unmittelbar vor dem Okular angeordnete Prisma 32 ebenfalls nach oben versetzt, so dass wenn beide Prismen einander gleich sind, das vom Objektiv entworfene Bild in der gemeinsamen Bildebene als zusammenhängendes Bild erscheint.
Fällt die dem Okular zugekehrte Austrittsfläche des Prisma 32 mit der Bildebene zusammen, so bildet die Kante 33 die Bildtrennungslinie. Auf der Austrittsfläche lassen sich die bei geodätischen Instrumenten üblichen zur Winkelmessung dienenden Strichmarken anbringen. Der parallaktische Winkel wird hier durch die beiden im untem Fernrohr angebrachten Drehkeile 30'und 30" erzeugt, welche, wenn sie gleich viel, jedoch in entgegengesetztem Sinne gedreht werden, eine Drehung der Zielachse im Bildraum um den Winkelebewirken, ohnesiegleichzeitig in vertikaler Richtungabzulenken.
Durch die Brechung im Objektiv erhält die Zielachse im Objektraum eine solche Richtung, dass sie mit der unabgelenkten Zielachse des andern Teilfernrohres den parallaktischen Winkel einschliessen. Durch passende Wahl der Brechungswinkel der Drehkeile, sowie ihres Abstandes vom Objektiv ist es möglich, den Scheitelpunkt S des parallaktischen Winkels in die Horizontaldrehachse des Fernrohres zu verlegen.
Um ein Fernrohr der beschriebenen Art auch für andere geodätische Zwecke als zur Entfernungsmessung benutzen zu können, sollten dem Beobachter statt zweier Teilbilder nur ein einziges Vollbild dargeboten werden. Um dies zu erreichen, kann einmal die Trennungswand 4 (Fig. 2,9) um ein Scharnier 34 drehbar vorgesehen sein. Ist hiebei die Diehung der Trennungswand so gross, dass das bildseitige Ende derselben ausserhalb des Gesichtsfeldes zu liegen kommt wie in Fig. 2 und 9 gestrichelt dargestellt und mit 4'bezeichnet, so wird der Strahlengang der einen (obern Fernrohrhälfte) vollständig abgelenkt und es kommt nun die Bildwirkung der andern (untern Femrohrhälfte) über das ganze Gesichtsfeld zur Geltung.
Das Gesichtsfeld des einen Fernrohrteiles kann somit auf Kosten desjenigen des andern Fernrohrteiles erweitert werden. Eine gleiche Wirkung kann auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 und 12 dadurch hervorgerufen werden, dass das Bildvereinigungsprisma 32 vertikal verschoben wird.
Die Benutzung der einen Objektivhälfte zur Erzeugung eines Vollbildes büsst dieses an Helligkeit ein. Um diesen Nachteil zu beseitigen kann am okularseitigen Ende der Trennungswand ein zweites Scharnier 35 angebracht sein, so dass ersteres vollständig aus dem Bereich des Strahlenganges in die in Fig. 2 und 9 gestrichelt dargestellte und mit 4" bezeichnete Lage gebracht werden kann. Gleichzeitig kann man die zur Erzeugung des parallaktischen Winkels benutzten brechenden Mittel in eine solche Stellung bringen, dass der parallaktische Winkel gleich Null wird.
Beim ersten Ausführungsbeispiel kann dies geschehen durch Parallelstellen der beiden Platten 6,7 ; beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 durch Zusammenrücken der Prisma 26 und 27 so dass sie eine planparallele Platte bilden ; beim Ausführungbeispiel nach Fig. 9 und 10 durch Ergänzen des Prisma 28 zu einer planparallelen Platte, wozu ein zweites mit dem Prisma 28 genau übereinstimmendes Prisma eingeschaltet wird, oder auch durch Entfernen des das Prisma 28 und die Platte 29 tragenden Rohrstückes 36.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Doppelbild-Entfernungsmesser mit Messlatte am Ziel und einem Einzelfernrohr (mit nur einem Okular und einem einzigen Objektiv) in dem zwei verschiedene Stellen der Messlatte gleichzeitig angezielt werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Fernrohr, dessen Strahlengang im Bildraum durch im letzteren angeordnete mechanische oder optische Mittel in zwei, in bezug auf die Bilderzeugung vollständig unabhängige Teile geteilt ist, im Bild oder Objektraum von mindestens einem der Teile ebene, optische Mittel 6, 26, 57, 5, 5ss angeordnet sind, durch welche die Zielachse im Objektraum derart abgelenkt wird, dass sie miteinander den der entfernungsmessenden Konstanten entsprechenden parallaktischen Winkel einschliessen.
2. Vorrichtung nach Anspiueh 1. dadurch gekennzeichnet, dass im Objektraum von mindestens einem der Fernrohrteile brechende oder spiegelnde, optische Mittel (15, 18, 20, 24) angeordnet sind, welche durch ein Getriebe von einer Messtrommel (16, 20) aus in Bewegung versetzt werden zur Bestimmung der durch die Bewegung hervorgerufenen Parallelverschiebung der objektseitigen Strahlenbündel.
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Double image rangefinder with staff on target.
In the known range finder Reichenbaehscher type with base on the target, the parallactic angle is generated by two parallel measuring threads, which are attached symmetrically to the optical axis of the telescope or field of view center at a certain distance from the latter in the image plane of the telescope. These measuring threads and their arrangement have certain disadvantages which are capable of influencing both the accuracy of the distance measurement and the speed with which the latter is carried out in an unfavorable sense. This is because the measuring threads cause a parallel axis which interferes with exact measurements and which is all the greater because the threads are not arranged in the center of the sharpest image, but to the side.
These drawbacks can best be overcome by using a dual image rangefinder; H. a rangefinder that aims at two different points at the same time.
In this case there are two options for reading off the slat section, a) according to the so-called coincidence principle, i.e. H. without the use of measuring threads, by adding a graduation line to the staff for reading, e.g. B. the zero line is used, b) by using the central thread of the telescope.
In case a) the parallel axis is completely eliminated, since no threads are used for reading; in case b) it is significantly reduced compared to the Reichenbach rangefinder because only a single thread is used for reading, which is also in the center of the sharpest image.
The subject of the present invention is a double image rangefinder with a ruler at the target, consisting of a single telescope, the beam path in the image space is divided by optical or mechanical means into two, with respect to the image generation, completely independent parts, and in at least one of the parts in which Image or object space are arranged flat, refractive, optical means (wedges) by which the target axes are deflected in the object space in such a way that they form the parallactic angle corresponding to the distance-measuring constant with one another.
Similar double image rangefinders are already known, e.g. B. those which are designed as monocular double telescopes with two objectives, or those in which reflective instead of refractive optical means are used to generate the parallactic angle, or those in which an image separation in the field of view is not carried out (see Journal of the Engineering Societies USA
1894, volume 13, page 311).
If, as in the last-mentioned case, no image separation is carried out, the objective creates two superimposed images which weaken each other and therefore impair the measurement accuracy. It therefore appears to be advantageous to separate the images in the telescope and to accept the disadvantage of the lower brightness, which is caused by the fact that only half of the objective is used for image generation. Since only a telescope with two separate image areas shifted from one another is not advantageous for purposes other than distance measurement
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The subject of the invention is shown in various exemplary embodiments in the drawing.
1 and 2 show a first embodiment in horizontal or. Vertical section, Fig. 3 shows a slat section, Fig. 4 shows the image in the field of view of the telescope. 5-7 show sections through various devices for parallel displacement of the beam bundle on the object side or for measuring smaller staff sections. 8 and 9 show further embodiments of the telescope, while FIG. 10 shows a partial horizontal section to FIG. Finally, FIG. 11 shows a last exemplary embodiment in a vertical section, while FIG. 12 shows a partial one
Shows section along the line A-A of fig.
In the first embodiment according to FIGS. 1 and 2, the objective is denoted by 1, 2 is the eyepiece, 3 is the intermediate lens of the telescope. The telescope is divided into two completely independent parts by the inner wall 4, which extends as far as the image plane 5, so that only the image generated by the relevant lens half is visible on each side of the wall. In order to generate the parallactic angle, parallel plates 6, 7 are attached in each telescope half, of which the one in the upper telescope half is rotated around the axis 8 in such a way that a parallel shift of the target axis in the image space and, as a result of the refraction in the objective, a twisting of the same in the object space becomes. The deflected sighting axis in the upper part of the telescope forms the parallactic angle.
The reading of the distance on the staff division 11 of the horizontally held staff 10 (Fig. 3, 4) takes place according to the type of coincidence rangefinder, the zero line of the staff division at the same time forming the reading mark for the division. In the case shown, the zero line is between the graduation marks 61 and 62, i.e. H. the reading would be 61 plus p. In order to measure the staff section / J, a vernier scale la is attached to the staff, by means of which the fractions can be read off in increments.
Slats of a similar type are known per se, i. H. those in which the zero point of the main graduation coincides exactly with the zero point of the vernier graduation (see the American magazine mentioned at the beginning). Here, however, the vernier scale reminds a small amount in relation to the total length of the staff to be adjusted for the purpose of correcting the instrument. If the interval difference between the main graduation and the vernier graduation is not very small, there is usually no vernier scale
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Measure devices.
Facilities that serve this latter purpose are then explained.
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The bundle of rays falling on the lower part of the objective is also displaced upwards by the prism 32 arranged directly in front of the eyepiece, so that if both prisms are identical, the image created by the objective appears as a coherent image in the common image plane.
If the exit surface of the prism 32 facing the eyepiece coincides with the image plane, the edge 33 forms the image separation line. The line marks which are customary in geodetic instruments and used for angle measurement can be applied to the exit surface. The parallactic angle is generated here by the two rotating wedges 30 'and 30 "in the lower telescope, which, if they are rotated the same amount but in opposite directions, cause the target axis to rotate in the image space around the angle without deflecting it in the vertical direction at the same time.
The refraction in the objective gives the sighting axis in the object space a direction such that it includes the parallactic angle with the undeflected sighting axis of the other partial telescope. By suitable choice of the angle of refraction of the rotating wedges and their distance from the objective, it is possible to move the vertex S of the parallactic angle into the horizontal axis of rotation of the telescope.
In order to be able to use a telescope of the type described for other geodetic purposes than for distance measurement, the observer should only be presented with a single full image instead of two partial images. In order to achieve this, the partition wall 4 (FIGS. 2, 9) can be provided rotatably about a hinge 34. If the thickness of the partition wall is so large that the image-side end thereof comes to lie outside the field of view, as shown in dashed lines in FIGS. 2 and 9 and denoted by 4 ', the beam path of one (upper telescope half) is completely deflected and it comes now the image effect of the other (lower half of the telescope) over the entire field of vision comes into its own.
The field of view of one telescope part can thus be expanded at the expense of that of the other telescope part. The same effect can also be produced in the exemplary embodiment according to FIGS. 11 and 12 in that the image combining prism 32 is displaced vertically.
Using one half of the lens to generate a full image loses its brightness. In order to eliminate this disadvantage, a second hinge 35 can be attached to the eyepiece-side end of the partition so that the former can be moved completely out of the area of the beam path into the position shown in broken lines in FIGS. 2 and 9 and denoted by 4 " bring the refractive means used to generate the parallactic angle in such a position that the parallactic angle becomes zero.
In the first embodiment, this can be done by placing the two plates 6,7 parallel; in the embodiment according to FIG. 8 by moving the prisms 26 and 27 together so that they form a plane-parallel plate; 9 and 10 by adding the prism 28 to a plane-parallel plate, for which purpose a second prism which exactly matches the prism 28 is switched on, or by removing the pipe section 36 carrying the prism 28 and the plate 29.
PATENT CLAIMS: l. Double image rangefinder with a ruler at the target and a single telescope (with only one eyepiece and a single objective) in which two different points of the ruler are aimed at at the same time, characterized in that in the telescope, its beam path in the image space by mechanical or optical means arranged in the latter is divided into two, with respect to the image generation completely independent parts, in the image or object space of at least one of the parts planar optical means 6, 26, 57, 5, 5ss are arranged, by which the target axis is deflected in the object space such that they enclose with each other the parallactic angle corresponding to the distance measuring constant.
2. Device according to Anspiueh 1. characterized in that refractive or reflective optical means (15, 18, 20, 24) are arranged in the object space of at least one of the telescope parts, which by a gear of a measuring drum (16, 20) in Movement are offset to determine the parallel shift of the object-side beam caused by the movement.